建筑工程中異型鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)淺析

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摘要:要保證異型鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，就要合理地應用施工技術(shù)，合理安排施工的每個環(huán)節(jié)，做好全面分析和計劃，確保施工達到預期目標。著重研究建筑工程中異型鋼結(jié)構(gòu)綜合施工技術(shù)，以期為大家提供參考。

關(guān)鍵詞:建筑工程;異型鋼結(jié)構(gòu);綜合施工技術(shù)

1異型鋼結(jié)構(gòu)概述

鋼材可以劃分為型鋼、線鋼、板鋼、管鋼4個種類，其中在建筑工程中廣泛應用的是型鋼。目前建筑工程施工質(zhì)量標準不斷提高，對異型鋼也有更高的要求，中國的異型鋼生產(chǎn)水平大大提高，甚至一些型鋼的質(zhì)量符合國際先進水平。根據(jù)不同的斷面形狀型鋼可以劃分為2種，即簡單的斷面型鋼和復雜的斷面型鋼，后者也被稱為“異型鋼”。異型鋼結(jié)構(gòu)采用的材料是異型鋼材，由于其使用具有單一性，且有特殊的要求，所以施工中要求精度高，對形狀也有很高的要求，這就必然對制作鋼的設(shè)備有特殊要求。異型鋼有特殊的橫截面形狀，所以施工中不經(jīng)常使用。建筑施工中應用異型鋼，異形鋼結(jié)構(gòu)的受力特點為:①受彎構(gòu)件，鋼梁是最常見的受彎構(gòu)件。②受壓構(gòu)件，柱、桁架的壓桿等都是常見的受壓構(gòu)件。要考慮到施工設(shè)計以及材料的使用都存在一定的難度，導致資金投入量增加。

2異型鋼結(jié)構(gòu)施工特點

建筑行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，異型鋼結(jié)構(gòu)越來越多，對施工技術(shù)也有更高的要求。在異形鋼結(jié)構(gòu)施工中，充分掌握其特點非常必要，主要體現(xiàn)在測量異型鋼結(jié)構(gòu)存在一定的難度，異型鋼結(jié)構(gòu)建筑有較多的質(zhì)量控制點，施工建筑容易受到外部環(huán)境的影響。

2.1合理設(shè)置異型鋼抗震等級

異型鋼結(jié)構(gòu)房屋在確定抗震等級時，需要充分考慮到設(shè)防分類、建筑的高度以及烈度，要與計算方法以及構(gòu)造措施要求相符合。如果房屋高度不足50m，設(shè)計的抗震等級為二級、三級、四級;如果房屋的高度超過50m，設(shè)計的抗震等級為一級、二級、三級、四級。通常而言，構(gòu)件的抗震等級應該與結(jié)構(gòu)相同，當某個部位各個部件的承載力都滿足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求時，7～9度構(gòu)件抗震等級應該允許按照降低1度確定。與混凝土結(jié)構(gòu)相比較，型鋼結(jié)構(gòu)對于變形有更大的承受能力，所以不需要設(shè)置防震縫。如果在施工中需要將防震縫設(shè)置好，對縫的寬度有一定的要求，即要比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋寬1．5倍。在對結(jié)構(gòu)類型選擇的過程中，需要考慮結(jié)構(gòu)總高度與高寬之間的比值，還要對各種結(jié)構(gòu)類型所具備的抗震性能及逆行分析，明確相互之間所存在的差異，在選擇時要滿足設(shè)計需求。通常而言，如果鋼結(jié)構(gòu)建筑的高度低于50m，使用框架結(jié)構(gòu)比較好，也可以使用“框架－支撐”結(jié)構(gòu)型;如果鋼結(jié)構(gòu)建筑的高度高于50m，則可以采用一級抗震結(jié)構(gòu)、二級抗震結(jié)構(gòu)，使用消能支撐，即偏心支撐、屈曲約束支撐或者使用筒體結(jié)構(gòu)。

2.2異型鋼結(jié)構(gòu)建筑有較多的質(zhì)量控制點

在異型鋼結(jié)構(gòu)施工時，需要充分考慮建筑物結(jié)構(gòu)所具備的特點，制定施工計劃，按照計劃進行施工。異型鋼結(jié)構(gòu)存在特殊性，每根鋼管柱都會有不同的傾斜角度，施工技術(shù)難度大。控制好異型鋼的承重，對提高建筑質(zhì)量非常重要。對異型鋼的承重有效控制，需要進行計算，計算公式如下:RA=RB=P/2Mc=Mmax=Pl/4fc=fmax=Pl^3/48EIθA=θB=Pl^2/16EIP:集中載荷(N);Q:均布載荷(N);R:支座反力，如果是向上的作用方向，即為正(N);M:彎矩，截面的上部需要承受一定的壓力，如果是下部受拉則為正(Nm);Q:剪力，通過對鄰近的截面有力矩產(chǎn)生，沿著順時針方向則為正(N);f:撓度，向下變位者為正(mm);θ:轉(zhuǎn)角，如果旋轉(zhuǎn)方向為順時針則為正;E:彈性模量(Gpa);I:截面的軸慣性矩，m4。需要考慮兩個方面的內(nèi)容，第一個方面是梁的剪切應力;第二個方面是彎曲正應力。通過查閱型鋼表可以明確，可用剪切強度的T最大值可以采用以下公式計算:Tmax=Q/Ib［BH^2/8－＜(B－b)h^2＞/8］式中:Tmax為最大剪切強度。代入剪切強度T，就可以將梁可以承受的載荷最大值計算出來。Q是均布載荷，I是工字鋼的截面慣矩，在型鋼表中就可以查出為cm^4，B是工字鋼截411面寬度的最大值，b是工字鋼截面寬度的最小值，h是工字鋼截面寬度最小部分的高度，H是工字鋼截面寬度最大部分的高度。計算正應力可以應用如下公式:Ysigma=M/WM=最大彎矩=載荷乘距離W=抗彎模量其中，Ysigma是最大應力的允許值，可以得到最大的載荷值。

2.3施工建筑容易受到外部環(huán)境的影響

建筑工程建設(shè)中，其質(zhì)量容易受到環(huán)境因素的影響，這是由于環(huán)境因素影響建筑材料。當建筑物建成后，受到日照、溫度以及高空風力的影響，導致建筑材料被磨損，或者出現(xiàn)老化現(xiàn)象。可見，環(huán)境因素對異型鋼結(jié)構(gòu)建筑會產(chǎn)生很大的影響。由于鋼結(jié)構(gòu)對環(huán)境有很高的要求，如果環(huán)境惡化，建筑物材料的使用壽命就會縮短。所以，建筑施工過程中，需要控制好軸線和標高，并對產(chǎn)生的偏差予以糾正，特別是異型鋼建筑，做好施工管理和控制工作非常必要。將異型鋼結(jié)構(gòu)施工中所存在的誤差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，就可以發(fā)揮其實用價值。

3異型鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)控制措施

某少年宮處于城市中心地帶，整個的建筑物高度是32m，占地面積26286．22m2，整個建筑工程的總建筑面積為56086．54m2。工程的主體建筑是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)是作為屋面的骨架和外墻鋁板的骨架。建筑的屋面本身就是屋架，為鋼管柱與H型鋼的組合，鋼管柱和鋼梁連接節(jié)點使用焊接或螺栓連接;墻而為H型鋼與圓管組合墻架，墻架隨主體大樓外形結(jié)構(gòu)布局，支座節(jié)點采用焊接技術(shù)連接或者使用螺栓連接，墻面的圈梁與挑梁之間根據(jù)具體需要采用其中一個連接方式。中心筒部分所采用的是鋼管柱與H型鋼梁相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，筒屋面呈現(xiàn)出的是鋼樹權(quán)造型，呈現(xiàn)出不規(guī)則狀態(tài)。建筑物的外框采用的是鋁板幕墻，使用年限為50年。建筑的中心筒部分是由異型樹權(quán)鋼結(jié)構(gòu)與屋面連接，并與鋼筋混凝土圓柱連接，屋面荷載會向圓柱中傳遞。屋面樹權(quán)結(jié)構(gòu)體系采用的是圓鋼管，與屋面H型鋼梁結(jié)合，構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)體系，采用螺栓連接的方法將鋼管柱和梁連接節(jié)點連接在一起。屋面結(jié)構(gòu)不再采用常規(guī)鋼柱支撐，而是使用了樹權(quán)造型。節(jié)點設(shè)計多種多樣，受力非常復雜。

3.1地腳螺栓施工技術(shù)控制

在對地腳螺栓模板定位時，需要使用油性筆在鋼模板上將定位十字線畫出來，保證重合于柱定位軸線，采用點焊的方法將其固定好。在基礎(chǔ)螺栓的安裝中，需要在鋼套模下的孔中將基礎(chǔ)螺栓穿入到鋼套模中，插入孔后固定好螺母。錨桿高程控制中，由于錨桿的正確高程影響上部結(jié)構(gòu)的高程，因此高程測量基準必須與土建的初始基準統(tǒng)一。測量錨桿所在的位置時可以使用全站儀，對現(xiàn)場的錨桿定位可以使用土建軸線。如果土建軸線自身沒有準確定位，必然會影響上部結(jié)構(gòu)。完成錨桿定位后，使用全站儀可以重復測量錨桿的定位是否準確。固定錨栓，錨栓復測定位準確后，需要點焊鋼筋，以保證混凝土振搗器的振動不會引起錨栓的位移。焊接螺釘前，用水平尺檢測螺釘?shù)拇怪倍龋孤葆敱M可能垂直。

3.2圓形鋼結(jié)構(gòu)吊裝

先吊主鋼柱(先吊型鋼柱，先吊下節(jié))，必要時用風繩和倒鏈固定。固定好上部的鋼柱后，采用焊接技術(shù)將其固定好。在對鋼柱進行吊裝的過程中，吊裝第一層構(gòu)件時，要先對框架梁進行吊裝，使用螺栓固定，采用點焊技術(shù)固定好后對次梁進行吊裝。當完成第一層構(gòu)件的吊裝后，就進行第二層構(gòu)件的吊裝。以此類推，直到完成吊裝。在吊裝每一層構(gòu)件時，要注重采光頂構(gòu)件的安裝，吊裝過程中，需要對框架梁先吊裝，之后采用點焊技術(shù)固定好，然后對次梁進行吊裝。

3.3扇形鋼結(jié)構(gòu)吊裝

先吊起主鋼柱(型鋼柱)，必要時先吊起下節(jié)，用風繩和手拉葫蘆固定，固定牢固后再吊起上節(jié)鋼柱，焊接牢固。左側(cè)構(gòu)件吊裝后，右側(cè)構(gòu)件按相同的吊裝順序進行吊裝。左右構(gòu)件吊裝完畢后，扇形結(jié)構(gòu)內(nèi)弧區(qū)構(gòu)件按同一吊裝順序進行安裝。扇形內(nèi)弧區(qū)構(gòu)件吊裝完成后，扇形內(nèi)弧區(qū)構(gòu)件按相同的吊裝順序進行安裝。

3.4構(gòu)件連接技術(shù)

將鋼柱連結(jié)到基礎(chǔ)上，所采用的是M30錨固螺栓，鋼柱之間的連結(jié)所采用的是焊接技術(shù)，鋼梁與鋼柱的連結(jié)使用了M20高強螺栓，鋼梁與鋼梁之間的連結(jié)使用了M20高強螺栓，結(jié)合焊接技術(shù)的應用進行有效連接。高強螺栓的使用中需要使用螺栓進行臨時固定，如果發(fā)現(xiàn)鋼柱或鋼梁的預留存在偏差，需要做好校正工作，將臨時螺栓擰緊，進行打孔處理，對間隙進行檢查，然后初擰。按照擰緊順序，使用角度法做好標記，最后進行最終擰緊。

4結(jié)語

建筑設(shè)施的規(guī)模越來越大，而且不斷完善，建筑業(yè)在經(jīng)濟領(lǐng)域中占有重要的地位。建筑行業(yè)為實現(xiàn)突飛猛進的發(fā)展，所投入的資源越來越多，無論是物質(zhì)資源，還是人力資源，投入量都明顯增多。一些新奇造型建筑的應運而生，對施工技術(shù)必然有更嚴格的要求，這就需要對每個施工環(huán)節(jié)高度重視，選用科學有效的技術(shù)方法，保證施工質(zhì)量符合要求。尤其是異型鋼結(jié)構(gòu)，合理使用施工技術(shù)，并做好管理控制工作非常必要。

參考文獻:

［1］韋先鋒，雷耀龍．大跨度空間結(jié)構(gòu)中的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計分析［J］．住宅與房地產(chǎn)，2019，527(5):101．

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作者:翟亮 單位:中交第四公路工程局有限公司